城市供水施工方案设计及工程应用探究实践

文／都永强 青岛城阳水务有限公司 山东青岛 266000

引言：

城市供水施工对于居民生产生活具有较大影响。在早期阶段，我国城市供水管网多使用自应力管和铸铁管，这些管网的质量不佳，在施工及应用中容易出现渗漏、爆管等问题，严重影响了城市供水的效率和质量，而且还带来了较为严重的水资源浪费和环境污染问题。可持续发挥理念下，人们对于城市供水工程的建设质量提出了较高要求，在新型节能环保管材应用的基础上，还应重视供水工程施工方案的设计，以此来提升供水工程建设质量，满足城市的供水需要。

1、城市供水施工方案设计要求

1.1 满足居民生活需要

为城市居民提升所需的生活生产用水是城市供水工程建设的主要目的；同时也是城市供水工程建设的出发点和落脚点。在科学施工理念、施工方法的指导下，建成高质量的城市供水系统，能有效地提升城市居民的生活质量。对此，在城市供水施工方案初期设计阶段，就必须将满足居民的生活需要作为首要考虑因素和要求。

（1）开展城市供水施工方案设计，应系统考虑城市供水系统的持续性、稳定性，满足城市供水流量控制需要。

（2）城市供水施工应做到老旧城区结合和城乡结合，形成完整的城市供水网络。此外，在城市供水施工方案设计中，还应按照统筹兼顾的原则进行施工，避免新建供水管网对城市既有的建筑、管网和其他基础设施造成影响，不断提升城市居民的生活质量。

1.2 符合城市发展规划

供水工程设计及施工质量直接关系着城市的服务质量和发展水平。在全新经济形态下，城市的发展方针愈发科学完善，其中就城市建设本身而言，其逐渐朝着综合性建设规划的方向发展，该发展理念要求在城市建设中做到基础设施建设、主体建筑施工、经济发展、环境保护的有机统一。供水施工本身就是城市基础设施建设的重要内容，在新时期城市供水施工方案中，应最大程度地实现供水施工与设施建设融合，并且在实际建设中应关联经济、生态、民生等诸多内容，这样不仅能有效提升城市供水的效率和质量，而且能构建一个更加高效、有力、完善的城市建设、发展及管理系统，助力城市的稳步发展。

1.3 遵守绿色经济要求

可持续发展理念下，人们对于城市供水施工质量的要求不断提升，除考虑工程建设质量和城市供水质量效益外，在供水工程施工方案设计中还需要遵守绿色经济、可持续发展的要求和原则。（1）应从全局出发进行城市供水管网的设计规划，保证城市供水管网符合当下应用需要，同时满足未来城市供水需要。（2）在城市供水施工方案设计中，应重视新型绿色、经济供水管材的设计应用，并且在考量城市供水效益的基础上，应做好供水工程生态效益的分析，提升供水工程建设质量，推动市政供水工程的可持续发展。

2、城市供水施工方案设计要点

2.1 供水系统及流量设计

城市供水施工本身具有较强的专业性、综合性和复杂性，为保证供水设计的科学性、合理性，在初期施工方案设计阶段，应将供水系统及流量设计设计作为关键内容，以此来为城市供水系统施工提供指导。

在供水系统规划设计中，设计人员在考虑城市近远期发展需要的基础上，应重视水管管径、管位等要素的科学设计，减少后期重复投资问题，同时应基于节水理念开展供水系统设计，该环节中，规范设计节水器具，使用海水淡化、跨流域调水等方式外，还应实现城市供水施工与分类水价等措施的结合，引导城市居民节约用水，减少水资源浪费问题。另外为提升公式供水管网施工质量，在施工方案设计中还应考虑管网流量因素。该环节中，设计师在统计城市居民生活用水定额的基础上，还应结合城市人口变化等因素，分析城市用水变化规律，以此来确定城市最大用水量和用水发展趋势。值得注意的市政，在城市供水系统管网流量设计中，应做好城市居民生活用水、工业生产用水、城市公共用水流量的系统设计，要求在满足当前应用需要的基础上，确保管网流量具有一定的富余量，满足城市供水系统长期发展应用需要。

以支链1为例，建立托架位姿误差、理想主动移动副运动量、结构误差、名义结构参数的关系方程，其中支链1为单一驱动支链，驱动方向为z方向，根据空间矢量链原理

2.2 施工测量设计

规范开展施工测量工作，能从源头上保证城市供水系统设计施工的标准性、规范性。在城市供水工程施工测量设计阶段，要求以国家相关标准和行业规范为基本依据，结合地区的实际情况开展施工测量设计工作，并且在测量设计中，应做好复测管理和测点保护设计。在具体的测量要求设计中，（1）应对所有的测桩进行复测，发现测装有遗失、变位问题时，需及时地进行补钉桩进行校正。（2）按照测点、控制桩便于观测，不易被扰动的原则设计测量水准点，并在此基础上确定管道轴线，为后期施工提供支撑。（3）供水工程施工测量设计还应做好关键测点测量精度指标的设计，如在导向测量相对闭合差施工设计时，一般设计开槽施工管道的误差保持在1/1000 以内，而在直接丈量测距设计中，一般设计两侧测量的误差不超过1/5000。

2.3 沟槽开挖设计

沟槽开挖是城市供水工程基础施工的重要内容，其直接关系着供水管道敷设施工的质量，并且对于后期供水的效率和稳定性具有较大的影响。首先沟槽开挖方式设计是城市供水工程沟槽开挖设计的重要内容，其中当沟槽开挖深度小于3m 时，可采用放坡大开挖的施工方式，在此方式下，还应确保沟槽放坡系数控制在1.0。沟槽深度超过3m 时，设计使用二级放坡大开挖法进行施工，该沟槽开挖模式下，要求为地质条件较差的区域设计支撑防护体系。其次在开挖方式设计中，应设计“机械开挖+人工开挖”的方法应用体系，机械开挖模式下，对于即将到达设计槽深的位置应改用人工开挖方式，严禁出现超挖或者欠挖问题。同时设计师应重视供水沟槽开挖细节的设计，如采用人工开挖方式开挖超过3m 的沟槽时，在设计时就必须明确指出该工况需实施分层开挖，并且单层开挖深度不超过2m，挖土过程中，堆土与沟槽边地距离应不小于0.8m。最后以往沟槽开挖设计中往往会忽视底部处理设计，对此在新时期城市供水工程施工设计中，还应做好沟槽基底的系统设计，要求规范检测基底整体平整、稳定性，设计相应的指标，并且在槽底处理设计中，应为基础不良、坑槽内冒水等问题设计相应的辅助处理措施，为沟槽后期施工工作开展提供指导。

2.4 供水管道敷设、连接设计

城市供水工程施工方案设计中，应按照GB50242-2019《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》的要求进行管道敷设施工设计。在室外管道敷设施工设计中：（1）除坑槽底部高程、基础质量外，还应精准设计槽底尺寸、地基、坡度等指标数值，确保外部管道敷设具有良好的施工技术。（2）在建筑外部供水管道敷设施工设计中，还需要将管道敷设在稳定基础的中心线上，并规范设计管道敷设精度控制标准，避免对后期管道连接造成影响，确保管道敷设、连接的标准性

室内供水管道安装是城市供水系统施工的难点，对此在供水施工方案设计阶段，设计师就必须做好建筑物内部供水管道施工要点的系统设计。

（1）为确保后期管道施工的规范性和应有的稳定性，在初期设计阶段，就必须做好管道支、吊、托架的安装设计。一般固定支架安装施工需遵守“支架和管道连接解密、固定牢靠”的设计要求，而在滑动支架安装施工设计中，应严格控制滑托和滑槽之间的间隙，一般设计两者的间隙保持在3 ～5mm。

（2）管道支架安装施工中，应做好金属管道立管管卡的安装设计，一般对于不超过5m 的楼层，安装金属管道立管时设计一个关卡，而当楼层高超过5m，则每层须至少设置2 个立管管卡。

（3）楼板内套管安装设计中，要求套管顶部高出装饰地面20mm，建筑供水管道转弯处设计中，热弯、冷弯的半径分别不小于管道外径的3.5 倍和4 倍。

表1 管道插入承口深度

（5）为保证城市供水管道施工应用的安全性，在施工方方案设计中，还应做好供水管道与其他管线位置、间距地协调设计，这样能有效消除管线交叉碰撞问题，提升供水管道施工便捷性和后期应用的安全性。

2.5 供水设备安装

完成供水管道的安装施工设计外，设计师还应科学设计供水设备的安装。结合城市供水工程施工实际可知，主要的供水设备包含水泵、阀门、水箱等内容。在这些设备安装施工设计中，首先要求施工人员在安装之初做好设备的检查，要求公式设备完整、性能突出。其次在设备安装施工技术应用层面，应做好设备安装精度的严格控制，如在静止设备安装中，应对其坐标误差进行控制，设计静止设备坐标偏差应保持在15mm，而静止设备的标高误差应控制在±5mm 以内。离心式水泵包含立式泵体和卧式泵体两种应用形式，在其安装施工设计中，要求水泵的安装误差不超过0.1mm。供水阀门安装设计中，若阀门的公称直径保持在50mm 以内，则在闭水试验阶段，应设计其严密性持续实验的时间不少于15s。最后在供水设备安装设计中，要求系统考虑用户的用水习惯和实际需要，然后结合实际情况来设置分水器的数量，并合理设计分水器的安装位置，在消除分水器漏水情况的基础上，满足城市供水和居民用水需要。

2.6 水压试验

开展城市供水工程施工方案设计，还应在完成供水管道、设备安装施工设计后，结合具体的设计内容开展水压实验的操作设计。管道水压试验中，设计使用分段试压的试验方法，且在要素控制中，要求系统考虑管道的材质，按照差异化的原则开展分段试压工作，分段试压的距离不超过1000m，同时在管道试压操作中，应深化弹簧管类压力表的设计应用，要求此类设备检测精度等级超过1.5级。另外在管道实验具体指标设计层面，一般控制实验的水压保持在0.2 ～0.3MPa，试验时间保持在2d。供水设备水压试验中，应重点做好供水阀门的水压试验，通常从阀门强度、严密性两个层面进行阀门水压实验评价，在阀门强度检测试验中，要求试验压力保持在公称压力的1.5 倍。而在严密性实验时要求其压力控制在公称压力的1.1 倍。在上述实验内容中，还应重视阀门实验持续时间段的设计，以工程直径不超过50mm 的阀门为例，要求其阀门实验的持续时间保持在15s，而当阀门的工程直径为65 ～200mm 时，要求金属密封阀门严密性、非金属阀门严密性的时间分别保持在30s 和15s，这样才能从源头上为供水系统阀门的应用奠定良好基础，确保后期阀门安装施工和应用的规范性。

3、城市供水施工方案工程应用措施

3.1 规范开展前期准备

城市供水项目施工中，为落实供水施工方案内容，就必须规范开展施工准备工作。

（1）为保证项目施工专业性，应结合项目涉及实际情况，做好施工人员的技术交底工作。该环节中，应深层次考虑项目施工内容，施工标准，详细地向施工人员介绍施工测量、沟槽开发、支架安装、管道敷设、设备安装及水压实验的技术要点，确保施工人员具有较高的技术能力和水平，能严格按照施工方案的内容进行标准化施工。

（2）完成施工方案技术交底后，还应城市供水施工基础环境的检查，以建筑内部供水施工环境检查为例，应系统检查建筑土建结构的施工情况，掌握供水管网孔洞预留位置，然后精准化的进行施工作业，提升城市供水系统的建设质量。

3.2 供水系统材料控制

结合城市供水项目施工实际可知，以往的供水系统经常会出现管道渗漏、爆管等问题，这些问题的产生多和项目供水项目材料应用不合理有关。新时期，科学完成城市供水施工方案设计后，在具体方案实施阶段，还应做好供水管材、设备的质量控制。

（1）在城市供水项目管道、供水设备等材料采购中，施工单位应深入市场进行调查，选择具有较高生产能力和信誉的企业作为材料供应商，并按照设计内容确定采购材料的类型、数量和供货时间，确保材料的质量和性能。

（2）在供水管道、设备材料进场时，应做好材料质量的系统检测。如供水项目施工需要消耗大量的管道材料，在这些管道材料质量检查中，应确保管道外观的完整性，同时管道的尺寸规格应符合设计规范。而在阀门等材料检测中，针对同一品牌、同一型号、同一规格的阀门，应从每批次采购的材料中选择10%进行抽查，重点检查阀门强度、严密性等内容，为后期的阀门应用创造良好条件。此外在供水材料控制中，应按照节能环保的理念要求，选择并使用新型供水材料，继而在满足项目施工需要的基础上，实现供水效率、质量和生态环境效益的有机统一。

3.3 供水施工过程管理

要真正地将供水工程施工方案的设计内容落到实处，提升城市供水效率和质量，还应做好供水施工过程的系统管理。

（1）在供水项目具体施工阶段，应积极发挥供水施工设计方案的作用，增强供水施工的指导性。

（2）在供水项目基础施工内容控制的基础上，应做好管材超压出流现象的控制，如在具体施工中，可通过供水压力限定和安装减压装置的方式来控制水流压力，避免城市供水对水管和相关的设备造成损坏。

（3）新时期，人们对于城市供水系统的节能应用效果造成了较大影响，对此在供水施工中，还应注重整个供水系统节能控制技术的应用。以热水供应系统节能控制为例，可在传统供水设施的基础上，增加热水回水管，这样能在管道内滞留冷水回流和加热处理的基础上，实现滞留水的二次利用。

（4）在城市供水施工过程管理中，还应规范使用新型节水器具，如出户远传水表、IC 卡水表等设备，这样才能实现城市供水、用水过程的有效监测，满足城市供水、用水的实际需要。

4、城市供水施工方案实例研究

某工程为城市安置区供水管道工程，项目建成后主要为安置区供水，同时其还承担供水管网沿线工业生产用水和消防供水。本供水管道项目起点为供水厂，管道全长4.5km，途径多条城市道路。设计供水管道的管径为300 ～600mm，最大工作压力为0.6MPa。

本项目建设中，为提升安置区供水管道工程建设质量，在项目施工初期阶段，规范开展施工方案设工作，考虑到项目供水管网需要为居民区、工业区和消防系统公式，先结合实际情况，进行供水系统的流量设计，控制居民生活区的供水管网流量较小，持续性较强，而工业区和消防用水的流量较大，后者供水系统满足阶段性控制需要。其次在具体施工方案设计中，从施工测量、沟槽开发、支架安装、管道敷设、设备安装及水压实验等层面设计本项目施工操作的技术要点，为后期施工提供制度。最后严格按照设计内容进行施工，在施工中实施全过程管理，并开展供水管网探漏，大大提升了项目安置区的供水质量，避免出现漏水的现象，提升了城市整体的供水、用水效果。

结语：

规范开展城市供水施工方案设计，能为城市供水项目施工提供指导，确保城市供水施工的规范性，保证城市供水效率和质量。新时期，市政工程建设人员只有深刻认识到城市供水施工方案设计的要求，结合现实需要，进行供水项目施工方案具体要点的深层次把控，并深化设计内容在具体建设项目中的应用，这样才能有效提升城市供水工程设计及施工质量，满足城市供水需要，继而推动城市的持续、稳定发展。